物理 都卜勒效應關於波源的測量頻率公式推導的問題?

時間 2021-12-19 18:53:08

1樓:小星

都卜勒效應:

是波速, 是波的頻率

分子中,觀察者靠近波源時,取正號,表明 變大;

分母中,波源靠近觀察者時,取負號,表明 變大;

我猜你想問的是:運動是相對的,既然可以認為波源以速度v在靠近觀察者,當然也可以認為觀察者以相反的速度v在靠近波源

前者計算出的頻率(波源以速度v靠近觀察者)是:

而後者計算出的頻率(觀察者以速度v靠近波源)是:

這倆結果明顯不相等呀(更確切的說,前者肯定大於後者)

嗯???

對於這個,我是這樣解釋的,你看對不對:

先看:當波源靜止、觀察者在靠近波源時,波源發出的波的頻率f沒有變,波速V是在介質中的傳播速度也沒有變,所以計算出的結果是:

,沒有問題,這是正確結果

而當觀察者靜止、波源在靠近時,波源發出的波的頻率f沒有變,波速V這時應該轉化成「波靜止」時的波速,也就是 V+v

什麼叫波速?

振源振動乙個週期T,波向前傳遞乙個波長

因此波速就是單位時間內波向前傳播的距離

定義:如果剛好取乙個週期T,那麼就是:

(這就是我們熟知的「波速公式」)

這時波源在向前運動,那麼在單位時間內(比如取乙個週期T),你覺得波向前傳播的距離還是原來的 嗎?直覺上也覺得不是,而應該是:

傳播距離:

所以波速:

因為波源這時相對介質在運動,所以它的波速就不是V,而是V+v,

波源運動時波速改變了,且滿足速度疊加原理

代入 到

可得:,與之前的正確結果相同

有趣的是,如果假定,在這個過程中,波速V沒有變,

那麼,要使得

( 是波源在運動時的頻率,它不同於波源靜止時的頻率 )

就必定有:

也就是波源運動時頻率改變了

這種解釋也能自圓其說。

感覺好像第一種更好些?

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